ATTRACTION MOLÉCULAIRE

Tadhérence de ces disques qu'à une attraction réciproque. Ces deux expériences suffisent pour montrer que les molécules des solides s*attirent énergiquement quand elles sont très-rap* prochées.

Quand elles sont à la plus petite distance possible, elles s'attirent encore plus et il en résulte la cohésion des solides, dont nous étudierons ultérieurement les effets.

Réciproquement, une compression énergique, en rapprochant sulTisamment les unes des autres les diverses parcelles d*un corps pulvérulent, a pour effet de le transformer en un iïOlide et de produire la cohésion. D'après M. Walthère Spring (*), des pressions de 4ooo**°^ à 6000'*" soudent en blocs homogènes les limailles de plomb, de bismuth, de zinc, d*aluminium, de cuivre et d'antimoine, et Ton remarque en général que la structure des blocs obtenus par compression, même aux dépens de certaines poudres amorphes, révèlent des traces plus ou moins nettes de cristallisation.

Il est plus facile encore de constater l'attraction moléculaire chez les liquides que dans les solides, car elle se montre dans une foule de phénomènes. Une goutte de mercure qui tombe sur une table devrait s'y étaler si elle n'obéissait qu'à la pesanteur; or tout le monde sait qu'elle se rassemble en une petite sphôre, ce qui serait entièrement impossible s'il n'existait une force attractive entre ses molécules; et quand on admet cotte force, la forme de la goutte s'explique exactement comme colle des corps célestes, par l'attraction. Il est même évident que le globule de mercure se comporte comme si les molécules n'étaient point soumises à la pesanteur, puisqu'il reste sphénijuc : cela veut dire qu'à ces petites dislances l'attraction moléculaire est bien plus considérable que le poids, lequel n'intervient pour déformer le globule que quand la quantité de mercure augmente beaucoup ; alors il s'aplatit, tout en gardant sur ses bords la forme convexe que lui donne l-'attraction. On voit par là que, si l'on veut, dans tous les cas.

(J) W. Sprimu. — Recherches y/r la propriété que possèdent les corps de se souder sous l'influence de la pression {Ànn. de Chim, et de Phys., 5* béritt, l. X\i\, p. 170; 1881.

expliquer la flgure d'équilibre des liquides, il ne faut pas se contenter d'étudier Teffet que la pesanteur et la pression de l'atmosphère exercent sur eux : il faut encore tenir compte de l'attraction moléculaire, que nous avons négligée jusqu'ici.

Voici encore une expérience aussi simple et aussi instructive que la précédente. On plonge une baguette de verre dans Teau, on la retire ensuite, et Ton voit se rassembler à l'extrémité une goutte liquide qui s'allonge en larme et reste suspendue. Comme la partie inférieure de cette goutte ne tombe pas, il faut bien admettre qu'elle est soutenue par l'attraction des molécules liquides supérieures. La goutte tout entière étant de plus suspendue au verre contre lequel elle pèse de tout son poids pour se détacher, il faut qu'elle y soit maintenue par une adhérence supérieure à ce poids, c'est-à-dire qu'il y ait entre le verre et le liquide une force d'attraction considérable, et, comme l'expérience réussit dans le vide, ces effets ne peuvent être expliqués par la pression.

D'après ces faits, nous admettrons avec Laplace.( * ) qu'il y a des forces attractives : i*» entre les molécules voisines d'un même liquide ; i° entre un solide et le liquide qui le touche. Nous supposerons qu'elles décroissent très-rapidement quand la distance augmente, qu'elles deviennent négligeables quand cette distance atteint une limite que l'on nomme le ray^on de Vattraction sensible, et que nous chercherons ultérieurement à mesurer. Enfin nous négligerons l'effet de la compressibilité des liquides.

FBE88I01I MOLÉCULAIRE. — Concevons une masse liquide terminée par une surface quelconque XY, et étudions en particulier l'action exercée sur une molécule M placée sur cette surface; cette molécule sera attirée par toute la portion du liquide contenue dans une demi-sphère décrite du point M comme centre avec le rayon de l'attraction sensible, ce qui produira une résultante unique P, normale à la surface. Si b molécule considérée est dans Tinlérieur, en M', la portion ac-

(') Mécanique céleste^ liv. II. Supplément {^Théorie des phénomènes capil-^ I aires).

tive du liquide est contenue dans ACB, que l*on peut décomposer en trois parties par trois plans équidlstants AB, PQ» A' W, parallèles à la surface AB. L*attraction exercée par ABPQ est détruite par PQA'F, et tout se passe comme si la molécule n*était sollicitée que par le liquide A'B'C» ce qui donnera une force P encore normale à la surface, mais moindre que P. Enfin, quand la molécule sera placée en M', à une profondeur égale à la limite' d'attraction ou à une profondeur plus grande, elle sera sollicitée également dans tous les sens par des forces qui se détruiront.

FIg. 7.

Si donc nous décrivons une surface X'Y' qui soit en tous ses points à une distance de XY égale au rayon de ratiraclion sensible, et si nous considérons les molécules comprises enlro XY et X'Y', nous voyons qu'elles sont toutes soumises à des forces qui agissent normalement de l'extérieur à rinlérieur, forces qu'on peut comparer à celles de la pesanteur. Or, reffei de ces dernières est de produire des pressions qui croissent avec la profondeur, qui se transmettent de haut en bas et qui augmentent à mesure qu'on s'éloigne de la surface. Par conséquent, l'efTet des forces moléculaires devra être analogue. La différence entre les deux cas consiste en ce que les forces de la pesanteur sont les mêmes pour toutes les molécules du liquide, tandis que l'action attractive exercée sur chaque molécule est variable; elle est maxima sur XY, et elle diminue jusqu'à devenir nulle quand la profondeur augmente jusqu'à X'Y'. D'où il résulte que toutes les forces moléculaires feront naître une pression croissante de XY à X'Y', qui deviendra constante au-dessous de X' Y' et qui se transmettra dans toutes les parties du liquide. Laplace lui donne le nom de pression moléculaire. Cherchons si les diverses formes que peut prendre la surface terminale peuvent la faire varier.

i4 PHYSIQUE MOLÉCULAIRE.

D'après ce qui précède» on peut.assimiler une surface liquide dont la constante capillaire est A à une membrane soumise en tous ses points à une tension égale à A par unité de longueur.

L'idée d'assimiler une surface liquide à une membrane tendue est déjà fort ancienne. Dès l'jSi, Segner(*) observait qu'une goutte de mercure posée sur un plan de verre est sphérique et qu'elle résiste à toute déformation comme le ferait un petit ballon gonflé d'air. En i8o5, Young(2) considère les ménisques capillaires comme des surfaces élastiques, ce qui revient à faire usage de la formule deLaplace que nous démontrerons ultérieurement. Plus tard, Lamarle ( ' ) et surtout Athanase Dupré (* ) ont donné à la théorie capillaire, fondée sur la notion de la tension superficielle des liquides, un très-large développement. Entre autres choses, on doit à Athanase Dupré des expériences qui mettent en évidence les effets de la tension

superficielle et permettent, jusqu'à un certain point, d'en déterminer la grandeur.